New! View global litigation for patent families

DE102014104026B3 - Optoelectronic Device and method for taking an image - Google Patents

Optoelectronic Device and method for taking an image

Info

Publication number
DE102014104026B3
DE102014104026B3 DE201410104026 DE102014104026A DE102014104026B3 DE 102014104026 B3 DE102014104026 B3 DE 102014104026B3 DE 201410104026 DE201410104026 DE 201410104026 DE 102014104026 A DE102014104026 A DE 102014104026A DE 102014104026 B3 DE102014104026 B3 DE 102014104026B3
Authority
DE
Grant status
Grant
Patent type
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE201410104026
Other languages
German (de)
Inventor
Florian Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sick AG
Original Assignee
Sick AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Grant date

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
    • G02B27/00Other optical systems; Other optical apparatus
    • G02B27/64Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements using movable or deformable optical elements for controlling the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light, e.g. switching, gating, modulating
    • G02B26/004Optical devices or arrangements using movable or deformable optical elements for controlling the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light, e.g. switching, gating, modulating based on a displacement or a deformation of a fluid
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements using movable or deformable optical elements for controlling the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light, e.g. switching, gating, modulating
    • G02B26/004Optical devices or arrangements using movable or deformable optical elements for controlling the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light, e.g. switching, gating, modulating based on a displacement or a deformation of a fluid
    • G02B26/005Optical devices or arrangements using movable or deformable optical elements for controlling the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light, e.g. switching, gating, modulating based on a displacement or a deformation of a fluid based on electrowetting
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/12Fluid-filled or evacuated lenses
    • G02B3/14Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B13/00Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B13/32Means for focusing
    • G03B13/34Power focusing
    • G03B13/36Autofocus systems
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06KRECOGNITION OF DATA; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10821Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices
    • G06K7/10831Arrangement of optical elements, e.g. lenses, mirrors, prisms
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06KRECOGNITION OF DATA; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10544Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
    • G06K7/10821Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices
    • G06K7/10861Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum further details of bar or optical code scanning devices sensing of data fields affixed to objects or articles, e.g. coded labels
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/222Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment ; Cameras comprising an electronic image sensor, e.g. digital cameras, video cameras, TV cameras, video cameras, camcorders, webcams, camera modules for embedding in other devices, e.g. mobile phones, computers or vehicles
    • H04N5/225Television cameras ; Cameras comprising an electronic image sensor, e.g. digital cameras, video cameras, video cameras, camcorders, webcams, camera modules for embedding in other devices, e.g. mobile phones, computers or vehicles
    • H04N5/2251Constructional details
    • H04N5/2254Mounting of optical parts, e.g. lenses, shutters, filters; optical parts peculiar to the presence of use of an electronic image sensor

Abstract

Es wird eine optoelektronische Vorrichtung (10) in stationärer Montage an einem Überwachungsbereich (14) mit zu erfassenden Objekten (12) angegeben, wobei die Vorrichtung einen Bildsensor (18) zum Erzeugen von Aufnahmen der Objekte (12), eine dem Bildsensor (18) zugeordnete Empfangsoptik (16) mit einer adaptiven Linse (42) mit variabler Verkippung und eine Auswertungseinheit (20) zum Bestimmen von Objektinformationen aus einer Aufnahme aufweist. There is provided an opto-electronic device (10) in a stationary mounting on a monitoring region (14) with objects to be detected (12), the apparatus comprising an image sensor (18) for generating images of objects (12), the image sensor (18) associated receiving optics (16) with an adaptive lens (42) with variable tilt, and an evaluation unit (20) for determining object information from a receptacle having. Dabei ist die Auswertungseinheit (20) dafür ausgebildet, aus einem externen Eingangssignal (28) das Bewegungsverhalten eines aufzunehmenden Objekts (12) abzuleiten und die adaptive Linse (42) während einer Aufnahme des Objekts (12) so zu verkippen, dass die Bewegung des Objekts (12) kompensiert ist. Here, the evaluation unit (20) from an external input signal (28) (42) (12) is adapted to the movement behavior of an object to (12) to derive, and the adaptive lens during recording of the object to tilt so that the movement of the object (12) is compensated.

Description

  • [0001]
    Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung in stationärer Montage und ein Verfahren zum Aufnehmen eines Bildes eines bewegten Objekts nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 beziehungsweise 12. The invention relates to an optoelectronic device in a stationary assembly and a method for capturing an image of a moving object according to the preamble of claim 1 and 12th
  • [0002]
    Die Empfangsoptik einer Kamera wird mit Hilfe einer Fokusverstellung auf einen bestimmten Abstand oder Abstandsbereich scharf eingestellt. The receiving optics of a camera to be focused by means of a focus adjustment to a particular distance or distance range. Ein bekanntes Prinzip verstellt elektromechanisch oder optomechanisch die Position der Linsen und damit die Schnittweite der Empfangsoptik. A well-known principle adjusts the position of the lenses and the focal distance of the receiving optics electromechanical or optomechanically. Solche Lösungen erfordern viel Bauraum und stellen zudem hohe Ansprüche an den mechanischen Aufbau zur präzisen Einstellbarkeit, damit eine vorgegebene Fokuslage auch tatsächlich angenommen wird. Such solutions require a lot of space and also place high demands on the mechanical design for precise adjustability, so that a given focal position is actually accepted. Eine Alternative ist der Einsatz von Optiken, bei denen nicht die Schnittweite, sondern unmittelbar die Form und damit die Brennweite der Linse selbst mittels einer Spannungsansteuerung variiert wird. An alternative is the use of optics in which not the focal distance, but directly the shape, and thus the focal length of the lens is varied even by a voltage drive. Insbesondere werden dafür Gel- oder Flüssiglinsen genutzt. In particular, gel or liquid lenses are used for. Bei einer Gellinse wird eine silikonartige Flüssigkeit mittels piezoelektrischer oder induktiver Aktoren mechanisch deformiert. In a gel lens is a silicone type liquid using piezoelectric or inductive actuators is mechanically deformed. Flüssiglinsen nutzen beispielsweise den sogenannten Elektrobenetzungseffekt (electrowetting) aus, indem zwei nicht mischbare Flüssigkeiten in einer Kammer übereinander angeordnet werden. Liquid lenses, for example, use of the so-called electrowetting effect (electrowetting) by two immiscible liquids are disposed in a chamber above the other. Bei Anlegen einer Steuerspannung ändern die beiden Flüssigkeiten ihre Oberflächenspannung in unterschiedlicher Weise, so dass die innere Grenzfläche der Flüssigkeiten spannungsabhängig ihre Krümmung verändert. Upon application of a control voltage, the two liquids to change its surface tension in different ways, so that the inner boundary surface of the liquids depending on voltage change its curvature. Ein optoelektronischer Sensor mit Fokusverstellung auf Basis von Flüssiglinsen ist aus der An optoelectronic sensor with focus adjustment on the basis of liquid lens is known from DE 10 2005 015 500 A1 DE 10 2005 015 500 A1 oder der or the DE 20 2006 017 268 U1 DE 20 2006 017 268 U1 bekannt. known.
  • [0003]
    Die Fokussierung ist aber nur eine Herausforderung bei der Erzeugung hochwertiger Bilder, die beispielsweise für eine verlässliche automatisierte Bildauswertung oder noch spezieller das Lesen von Codes geeignet sein sollen. but the focus is only a challenge in producing high quality pictures, the automated, for example, a reliable image analysis, or more specifically, the reading of codes to be suitable. Besonders bei der Aufnahme bewegter Objekte wirkt sich die Wechselwirkung von Belichtungszeit und verfügbarem Licht nachteilig aus. Especially when recording of moving objects, the interaction of exposure time and the available light is disadvantageous. Denn dann führt ein Ausgleich einer ungenügenden Ausleuchtung der Objekte mit längeren Belichtungszeiten zu unscharfen Bildern durch Bewegungsartefakte, also verwaschenen Aufnahmen der in ihrer Bewegung erfassten Objekte. Because then a compensation of insufficient illumination of objects with longer exposure times in blurred images through motion artifacts, so washed-out images of the captured in their movement objects. Der herkömmliche Ausweg besteht darin, eine hochwertige und lichtstarke Beleuchtung einzusetzen, um die Bewegungsartefakte durch kurze Belichtungszeiten zu verringern. The traditional way is to use a high-quality and high-intensity lighting, to reduce motion artifacts by short exposure times. Dabei wird umso mehr Licht benötigt, je schneller die Objekte sich bewegen. Here, more light is all the more needed, the faster the object moves. Derartige Beleuchtungen, beispielsweise mit einer Vielzahl von leistungsstarken LEDs, sind aber teuer und verbrauchen viel Energie. Such lighting, for example, with a variety of powerful LEDs, but are expensive and consume a lot of energy. Dadurch erhöht sich auch die Abwärme, und eine Erwärmung der Kamera bedeutet erhöhtes Bildsensorrauschen beziehungsweise Reduktion der Quantenausbeute. Thereby the heat increased, and heating of the camera means increased image sensor noise or reduction of quantum yield. Die Folge sind wiederum Qualitätsverluste der Bilder und im Falle kamerabasierter Codeleser eine verringerte Leserate. The consequence loss of quality of the images and in the case of camera-based code readers are in turn reduced reading rate.
  • [0004]
    Aus der From the DE 31 36 925 A1 DE 31 36 925 A1 ist ein Identifikationssystem für sich bewegende Objekte bekannt, in dem mit einer Fernsehkamera Bilder eines vorbeifahrenden Zuges aufgenommen werden. is known to be taken up with a television camera images of a passing train in which an identification system for moving objects. Um die Nummern der Güterwagen trotz der Bewegung lesbar darzustellen, wird in der optischen Achse der Fernsehkamera ein Spiegel angeordnet, der entsprechend der Zuggeschwindigkeit geschwenkt wird. Legibly display the numbers of wagons, despite the movement in the optical axis of the television camera, a mirror is arranged, which is pivoted in accordance with the drawing speed.
  • [0005]
    In Weiterbildung von Flüssiglinsen zur Fokusverstellung schlägt die In a further development of liquid lenses for focus adjustment suggests the EP 2 071 367 A1 EP 2071367 A1 vor, auch die Verkippung der Flüssiglinse durch Anlegen unterschiedlicher Spannungen in Umlaufrichtung zu verändern. right to change the tilt of the liquid lens by applying different voltages in the circumferential direction. Um die Aufnahme verwackelter Bilder zu verhindern, wird dann die Eigenbewegung der Kamera ermittelt, und eine oder mehrere Linsen in der Kamera werden verkippt, um dieser Eigenbewegung entgegenzuwirken. To prevent the inclusion shaky images that movement of the camera is then determined and one or more lenses in the camera are tilted to counter this proper motion. Im Falle der Aufnahme bewegter Objekte ist aber die Eigenbewegung der Kamera gar nicht die Ursache für Qualitätsverluste der Bilder. In the case of capturing moving objects but the movement of the camera is not the cause of loss of quality of the images. Außerdem ist bei einer stationären Montage der Kamera, wie sie in vielen industriellen Anwendungen üblich ist, die Eigenbewegung ohnehin ausgeschlossen und muss demnach auch nicht kompensiert werden. In addition, is in a stationary mounting the camera as is common in many industrial applications, the proper motion ruled out anyway and therefore it need not be compensated.
  • [0006]
    In der In the DE 10 2005 015 500 A1 DE 10 2005 015 500 A1 wird ein weiterer optoelektronischer Sensor mit einer Flüssiglinse offenbart, die durch einen asymmetrischen Rahmen oder unterschiedliche elektrische Potentiale an separaten Elektroden des Linsenrahmens in ihren Strahlformungseigenschaften asymmetrisch veränderbar ist. a further opto-electronic sensor is disclosed having a liquid lens which is asymmetrical variable by an asymmetric frame or different electric potentials to separate electrodes of the lens frame in its beam-shaping properties. Das Dokument erläutert dann aber nicht, wozu das genutzt werden kann. The document then not explained but what that can be used.
  • [0007]
    Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Bildqualität bei der Aufnahme bewegter Objekte zu verbessern. It is therefore an object of the invention to improve the image quality when recording of moving objects.
  • [0008]
    Diese Aufgabe wird durch eine optoelektronische Vorrichtung in stationärer Montage und ein Verfahren zum Aufnehmen eines Bildes eines bewegten Objekts nach Anspruch 1 beziehungsweise 12 gelöst. This object is achieved by an optoelectronic device in a stationary assembly and a method for capturing an image of a moving object according to claim 1 or 12th Die erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung ist fest an einem Überwachungsbereich montiert, wird also nicht von Hand gehalten, so dass ein Verwackeln aufgrund einer Eigenbewegung von Vorneherein ausgeschlossen ist. The optoelectronic device according to the invention is fixedly mounted to a monitoring area, is thus not held by hand, so that a camera shake is excluded due to a self-movement from the outset. Allerdings befinden sich die aufzunehmenden Objekte in Bewegung. However, there are the the objects to move. Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, Informationen über diese Bewegung als externes Eingangssignal zu erhalten und aufgrund dessen während einer Aufnahme eine adaptiven Linse einer Empfangsoptik in eine Kippbewegung zu versetzen, welche die Auswirkungen der Bewegung der Objekte auf die Aufnahme kompensiert. The invention starts from the basic idea to obtain information about this movement as an external input signal and to enable the basis of which during recording an adaptive optics lens of a reception in a tilting movement which compensates for the effects of motion of objects in the picture. Anders ausgedrückt schwenkt die Vorrichtung ihren Aufnahme- oder Sichtbereich innerhalb der Belichtungszeit mit dem Objekt mit, wobei dessen Bewegung aus dem Eingangssignal abgeleitet wird. In other words, the device pivots their receiving or viewing area within the exposure time with the object, whereby the movement of which is derived from the input signal. Durch diese dynamische Nachführung bewegt sich das von der Empfangsoptik erzeugte Bild des Objekts auf dem Bildsensor nicht oder zumindest so wenig wie möglich. Through this dynamic tracking of the image produced by the optical receiving system of the object, or at least as little as possible moves to the image sensor. Die Aufnahme erfolgt also möglichst weitgehend so, als sei das Objekt in Ruhe. The picture is taken so far as possible as if the object alone.
  • [0009]
    Das externe Eingangssignal, aus dem das Bewegungsverhalten des Objekts und damit die erforderliche Kippbewegung abgeleitet wird, kann ein vorab eingegebener Parameter, ein dynamischer Parameter oder das konstante oder zeitabhängige Signal eines externen Sensors sein. The external input signal from which the movement behavior of the object and thus the required tilting movement is derived, a pre-entered parameters is a dynamic parameter or constant or time-dependent signal from an external sensor can be.
  • [0010]
    Das Eingangssignal enthält auch eine Abstandsinformation des aufzunehmenden Objekts oder die Vorrichtung weist einen Abstandssensor zur Bestimmung der Abstandsinformation auf, zur Berücksichtigung in der Bewegungskompensation. The input signal also includes a distance information of the object to or the apparatus has a distance sensor for determining the distance information for inclusion in the motion compensation.
  • [0011]
    Die Auswertungseinheit berechnet dann jeweils die Bewegung des Objekts. The evaluation unit then calculates each movement of the object. Alternativ wird die Bewegung des Objekts schon extern bestimmt oder berechnet und als solche vorgegeben. Alternatively, the movement of the object is already determined externally or calculated and set as such.
  • [0012]
    Die Erfindung hat den Vorteil, dass längere Belichtungszeiten möglich werden beziehungsweise ein Verwackeln innerhalb der Belichtungszeit reduziert wird, weil das Sichtfeld dem Objekt folgt. The invention has the advantage that longer exposure times are possible or camera shake is reduced within the exposure time because the field follows the object. Durch das Unterdrücken von Bewegungsartefakten werden wesentlich hochwertigere Bilder aufgenommen. By suppressing motion artifacts significantly higher quality images are captured. Dabei ist der Aufbau der Vorrichtung sehr kompakt und kostengünstig. Here, the structure of the device is very compact and inexpensive. Durch den Verzicht auf bewegliche Teile wird die Vorrichtung auch sehr ausfallsicher und wartungsarm. Due to the lack of moving parts, the device is also very fail-safe and low maintenance. Die adaptive Linse ermöglicht ein Nachführen des Sichtfeldes in wesentlich einfacherer und kompakterer Weise als ein mechanisch verschwenkbares optisches Element, wie beispielsweise ein Kippspiegel. The adaptive lens allows a tracking of the field of view to a much simpler and more compact manner than a mechanically pivotable optical element, such as a tilting mirror.
  • [0013]
    Die Vorrichtung weist bevorzugt eine Beleuchtungseinrichtung zum Ausleuchten mindestens eines Teils des Überwachungsbereichs auf. The apparatus preferably comprises an illumination device for illuminating at least a portion of the monitored zone. Die Leistungsfähigkeit der Beleuchtungseinrichtung kann gegenüber sonst üblichen Beleuchtungen erheblich reduziert werden, da durch die Nachführung des Sichtfeldes beziehungsweise Aufnahmebereichs längere Belichtungszeiten weitgehend ohne Bewegungsartefakte möglich werden. The performance of the lighting device can be significantly reduced compared to the usual lighting, because by the tracking of the visual field or receiving area longer exposures are possible largely without motion artifacts. Die längeren Belichtungszeiten erlauben in manchen Fällen sogar den Verzicht auf eine eigene Beleuchtung unter Ausnutzen nur des Umgebungslichts. The longer exposure times allow in some cases even waiving its own lighting by utilizing only the ambient light.
  • [0014]
    Die Beleuchtungseinrichtung weist bevorzugt eine Sendeoptik mit einer adaptiven Linse auf, wobei die Auswertungseinheit dafür ausgebildet ist, die adaptive Linse während einer Aufnahme des Objekts so zu verkippen, dass die Bewegung des Objekts kompensiert ist. The lighting device preferably comprises a transmitting optical system with an adaptive lens, wherein the evaluation unit is adapted to tilt the adaptive lens during recording of the object so that the motion of the object is compensated. Die adaptive Linse der Sendeoptik kann eine separate zweite adaptive Linse oder dieselbe adaptive Linse wie diejenige der Empfangsoptik sein. The adaptive optics lens of the transmission may be a separate second adaptive lens or the same as that of the adaptive lens receiving optics. Im letzteren Fall sind dann Sende- und Empfangsoptik identisch. In the latter case the transmitting and receiving optics are then identical. Der Beleuchtungsbereich wird durch die adaptive Linse der Sendeoptik zumindest im Wesentlichen synchron zum Sichtfeld nachgeführt, so dass die Beleuchtungsleistung auf das jeweilige momentane Sichtfeld gebündelt werden kann. The lighting area is tracked by the adaptive lens the transmitting optics at least substantially in synchronism with the field of view, so that the illumination power can be converged on the respective instantaneous field of view. Alternativ weist die Sendeoptik keine adaptive Linse auf, und der Beleuchtungsbereich ist so groß, dass das Sichtfeld trotz seines Nachführens innerhalb des Beleuchtungsbereichs bleibt. Alternatively, the transmission optics no adaptive lens, and the illumination area is so large that the field of view remains despite its Nachführens within the illumination area.
  • [0015]
    Die Vorrichtung ist bevorzugt an einer Förderanlage montiert, wobei die zu erfassenden Objekte einen von der Förderanlage bewegten Objektstrom bilden. The device is preferably mounted on a conveyor system, wherein the objects to be detected form a moving of the conveyor system object stream. In diesem Fall gibt die Förderanlage die Bewegung der Objekte vor, so dass Kenntnisse über das Förderverhalten ausreichen, um das Bewegungsverhalten der Objekte zu charakterisieren. In this case, the conveyor system dictates the motion of the objects, so that knowledge of the transport behavior sufficient to characterize the movement behavior of the objects.
  • [0016]
    Die Auswertungseinheit ist bevorzugt dafür ausgebildet, ein Sichtfeld des Bildsensors während einer Aufnahme mit dem Objektstrom mitzuführen, indem die adaptive Linse mit einer der Bewegung des Objektstroms entsprechenden Winkelgeschwindigkeit mitgeschwenkt wird. The evaluation unit is preferably configured to carry a field of view of the image sensor during a recording with the object stream by the adaptive lens with a movement of the object stream corresponding angular velocity is also pivoted. Die adaptive Linse wird dabei in Kenntnis des Verhaltens des Objektstroms für eine Aufnahme jeweils in eine Ausgangsposition verkippt, schwenkt dann während der Belichtungszeit mit dem Objektstrom mit und wird anschließend für die nachfolgende Aufnahme wieder in die Ausgangsposition versetzt. The adaptive lens is thereby tilted in the knowledge of the behavior of the object stream for recording in each case in a starting position, then pivots with the current object during the exposure time and is then mixed for subsequent recording back into the starting position. So kann der Objektstrom auch über einen längeren Zeitraum durch Aufnahmen erfasst werden, in denen der Einfluss von Bewegungsartefakten unterdrückt ist. Thus, the object flow can be detected over a longer period by recordings in which the influence of motion artifacts is suppressed.
  • [0017]
    Das Eingangssignal umfasst bevorzugt eine Information über die Fördergeschwindigkeit der Förderanlage. The input signal preferably includes information about the conveying speed of the conveyor. Das kann ein Parameter einer festgelegten, konstanten oder variablen Fördergeschwindigkeit sein, welcher der Vorrichtung vorab oder während des Betriebs zugeführt wird. This can be a parameter of a fixed, constant or variable conveying speed, which the device is supplied in advance or during operation. Ebenso kann die Fördergeschwindigkeit im Betrieb von einem Sensor bestimmt werden, etwa einem Inkrementalgeber an einem Förderband, welcher direkt oder über eine übergeordnete Steuerung mit der Vorrichtung verbunden ist. Similarly, the conveying speed may be determined in operation by a sensor such as an incremental encoder on a conveyor belt, which is connected directly or via a higher-level control with the device.
  • [0018]
    Das Eingangssignal umfasst bevorzugt Positions- und Geometrieeigenschaften der zu erfassenden Objekte. The input signal preferably includes position and geometry properties of the objects to be detected. Dadurch ist die Kontur der zu erfassenden Objekte bekannt und kann für eine kompensierende Verschwenkbewegung der adaptiven Linse genutzt werden. Characterized the contour of the objects to be detected is known and can be used for a compensating pivoting motion of the adaptive lens. Zur Erfassung wird insbesondere ein weiterer Sensor eingesetzt, wie ein Lichtgitter oder ein entfernungsmessender Laserscanner. For detecting a further sensor is used in particular as a light grid or a distance-measuring laser scanner.
  • [0019]
    Die Auswertungseinheit kann dafür ausgebildet sein, anhand der erfassten Abstandsinformation eine Brennweite der adaptiven Linse einzustellen. The evaluation unit may be adapted therefor, to set a focal length of the adaptive lens based on the detected distance information. Die adaptive Linse wird in dieser Ausführungsform nicht nur dynamisch verkippt, sondern zugleich durch Anpassung der Brennweite in die erforderliche Fokuslage gebracht. The adaptive lens is tilted not only in this embodiment, dynamic, but at the same time brought by adjusting the focal length in the required focusing position.
  • [0020]
    Die Auswertungseinheit ist bevorzugt zum Auslesen von Codeinformationen aus von dem Bildsensor aufgenommenen Bilddaten ausgebildet. The evaluation unit is preferably configured for reading code information recorded by the image sensor image data. Die Vorrichtung wird damit zu einem Codeleser. The device is thus a code reader. Durch die erfindungsgemäße Unterdrückung von Bewegungsartefakten können gerade diejenigen Objektoberflächen, auf denen sich Codes befinden könnten oder auf denen durch andere Sensoren bereits Codebereiche erkannt sind, mit hoher Auflösung, ausreichend belichtet und ohne Bewegungsartefakte erfasst werden. The inventive suppression of motion artifacts those object surfaces on which code could be located or on which areas of code are detected by other sensors already, with high resolution can be sufficiently exposed and captured without motion artifacts can be straight.
  • [0021]
    Die adaptive Linse ist bevorzugt eine Flüssiglinse oder eine Gellinse. The adaptive lens is preferably a liquid lens or gel lens. Solche Linsen bieten die gewünschten Einstellmöglichkeiten und sind dabei sehr bauklein und kostengünstig. Such lenses provide the desired settings and are very be compact and inexpensive. Das Verkippen einer solchen Linse bedeutet natürlich nicht zwingend ein geometrisches Verkippen, sondern bezieht sich auf die optische Wirkung, die effektiv einer Verkippung entspricht. The tilting of such a lens, of course, does not necessarily mean a geometrical tilting, but refers to the visual effect, which effectively corresponds to a tilt.
  • [0022]
    Die adaptive Linse weist bevorzugt in Umlaufrichtung segmentierte Ansteuerelemente auf. The adaptive lens preferably has segmented driving elements in the circumferential direction. Bei den Ansteuerelementen handelt es sich beispielsweise um segmentierte Elektroden, die eine Flüssiglinse über den Elektrobenetzungseffekt steuern. The control elements are, for example, segmented electrodes that control a liquid lens on the electrowetting effect. Denkbar sind weiterhin segmentierte Aktoren, insbesondere Piezoaktoren, die den Druck auf eine Flüssigkeit lokal verändern und dadurch eine Membran auf Flüssigkeit unterschiedlich krümmen, oder die direkt eine gelartige Substanz der Linse verformen. Conceivable are further segmented actuators that change the pressure to a liquid locally and thereby bend a membrane on different liquid especially piezoelectric actuators, or the directly deform a gel-like substance of the lens. Durch die Segmentierung in Umlaufrichtung wird eine nicht rotationssymmetrische Beeinflussung der Linse ermöglicht, die zu der optischen Verkippung führt. The segmentation in the direction of rotation a non-rotationally symmetrical effect on the lens is made possible, which leads to the optical tilt.
  • [0023]
    Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf ähnliche Weise durch weitere Merkmale ausgestaltet werden und zeigt dabei ähnliche Vorteile. The inventive method can be designed in a similar manner by other features and shows similar advantages. Derartige weitere Merkmale sind beispielhaft, aber nicht abschließend, in den sich an die unabhängigen Ansprüche anschließenden Unteransprüchen beschrieben. Such other features are exemplified, but not limited to, described in the following on the independent claims subclaims.
  • [0024]
    Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. The invention is explained below with respect to additional advantages and features with reference to the accompanying drawings based on exemplary embodiments. Die Figuren der Zeichnung zeigen in: The drawings show in:
  • [0025]
    1 1 eine schematische Schnittdarstellung einer optoelektronischen Vorrichtung mit einem Lichtempfänger und einer verkippbaren adaptiven Linse in der Empfangsoptik; a schematic sectional view of an optoelectronic device having a light receiver and a tiltable adaptive lens in the optical receiving system;
  • [0026]
    2 2 eine Übersichtsdarstellung der beispielhaften Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an einem Förderband; a block diagram of the exemplary arrangement of a device according to the invention on a conveyor belt;
  • [0027]
    3a 3a –d eine Illustration des dynamischen Verkippens einer adaptiven Linse zum Mitführen des Sichtfeldes während einer Aufnahme eines bewegten Objekst; -d is an illustration of the dynamic tilting of an adaptive lens for entraining the field of view during recording of a moving Objekst;
  • [0028]
    4a 4a eine Darstellung einer adaptiven Linse in einer strahlaufweitenden Einstellung; an illustration of an adaptive lens in a strahlaufweitenden setting;
  • [0029]
    4b 4b eine Darstellung der adaptiven Linse in einer neutralen Einstellung; a representation of the adaptive lens in a neutral setting;
  • [0030]
    4c 4c eine Darstellung der adaptiven Linse in einer strahlbündelnden Einstellung; a representation of the adaptive lens in a beam forming setup;
  • [0031]
    5a 5a eine Darstellung der adaptiven Linse mit Verkippen nach unten; a representation of the adaptive lens tilting downward;
  • [0032]
    5b 5b eine Darstellung der adaptiven Linse ohne Verkippen; a representation of the adaptive lens without tilting;
  • [0033]
    5c 5c eine Darstellung der adaptiven Linse mit Verkippen nach oben; a representation of the adaptive lens tilting upwards; und and
  • [0034]
    6 6 eine Draufsicht auf die adaptive Linse zur Illustration einer segmentierten, nicht rotationssymmetrischen Ansteuerung. a plan view of the adaptive lens for illustrating a segmented, non-rotationally symmetric actuation.
  • [0035]
    1 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer optoelektronischen Vorrichtung shows a schematic sectional representation of an embodiment of an optoelectronic device 10 10 zur Aufnahme von Bildern von Objekten for taking pictures of objects 12 12 , die sich wie durch den Pfeil angedeutet in einem Überwachungsbereich , Which as indicated by the arrow in a surveillance area 14 14 bewegen. move. Über eine Empfangsoptik A receiving optics 16 16 erzeugt ein Bildsensor produces an image sensor 18 18 , beispielsweise ein CCD- oder CMOS-Chip, die Aufnahmen. , For example a CCD or CMOS chip, the images. Die Bilddaten dieser Aufnahmen werden an eine Auswertungseinheit The image data of these pictures are to an evaluation unit 20 20 weitergegeben. passed. Ein optionaler Lichtsender An optional light transmitter 22 22 mit vorgeordneter Sendeoptik with pre-arranged transmission optics 24 24 dient der aktiven Ausleuchtung eines Aufnahmebereichs oder Sichtfelds is the active illumination of an imaging area or field of view 26 26 der Vorrichtung of the device 10 10 . , Mögliche Anwendungen der Vorrichtung Possible applications of the device 10 10 sind die Detektion, Identifikation, Inspektion oder Vermessung von Objekten. are the detection, identification, inspection or measurement of objects. Durch den Einsatz an sich bekannter Signal- oder Bildverarbeitungen zum Lesen von Codes entsteht ein kamerabasierter Codeleser. By using a known signal or image processing for reading codes a camera-based code reader is produced.
  • [0036]
    Die Empfangsoptik The receiving optics 16 16 weist eine adaptive Linse auf, die durch elektronische Ansteuerung der Auswertungseinheit has an adaptive lens by electronic control of the evaluation unit 20 20 verkippt werden kann. can be tilted. Durch das Verkippen ergibt sich eine Variation des Sichtfeldes By tilting results in a variation of the field of view 26 26 . , Das Funktionsprinzip der adaptiven Linse wird weiter unten anhand der The principle of operation of the adaptive lens is below with reference to 4 4 bis to 6 6 näher erläutert. explained. Die Empfangsoptik The receiving optics 16 16 kann außer der dargestellten adaptiven Linse noch weitere nicht gezeigte optische Elemente aufweisen, wie Linsen, Spiegel, Blenden, Filter oder mehrere adaptive Linsen. may in addition to the illustrated adaptive lens have further optical elements not shown, such as lenses, mirrors, apertures, a plurality of adaptive filters or lenses.
  • [0037]
    Die Möglichkeit, durch Verkippen der adaptiven Linse das Sichtfeld The ability by tilting the adaptive lens, the field of view 26 26 zu variieren, wird erfindungsgemäß dazu genutzt, der Bewegung des Objekts to vary, used according to the invention to the movement of the object 12 12 während der Belichtungszeit zu folgen, um Bewegungsartefakte zu unterdrücken. to follow during the exposure time, to suppress motion artifacts. Dazu werden der Vorrichtung For this, the device will 10 10 über einen Eingang an input 28 28 Parameter, Signale externer Sensoren oder sonstige Informationen über die Bewegung des Objekts Parameter signals of external sensors or other information on the motion of the object 12 12 zur Verfügung gestellt. made available. Daraus ermittelt die Auswertungseinheit This determines the evaluation unit 20 20 die erforderliche Kippbewegung. the required tilting movement. Alternativ wird die erforderliche Kippbewegung direkt über den Eingang Alternatively, the required tilting movement is directly above the entrance 28 28 vorgegeben. specified.
  • [0038]
    Die Sendeoptik The transmission optics 24 24 ist in is in 1 1 ebenfalls mit einer adaptiven Linse dargestellt und darüber in der Lage, das aktive Beleuchtungsfeld des Lichtsenders also shown with an adaptive lens and also in a position to the active illumination field of the light emitter 22 22 synchron mit dem Sichtfeld in synchronism with the field of view 26 26 des Bildsensors the image sensor 16 16 zu bewegen. to move. In nicht gezeigten Ausführungsformen kann stattdessen eine starre Sendeoptik eingesetzt oder der Sendepfad über die dann als Sendeoptik mitgenutzte Empfangsoptik geführt werden. In embodiments not shown, instead, a rigid transmission optics can be used or the transmission path can be performed on the then mitgenutzte as transmitting optical receiver optics.
  • [0039]
    Wie in As in 2 2 dargestellt, wird die Vorrichtung shown, the device is 10 10 für ihren Betrieb stationär montiert. stationarily mounted for their operation. In dem dargestellten Beispiel ist die Vorrichtung In the illustrated example, the device is 10 10 über einem Förderband above a conveyor belt 30 30 montiert, welches Objekte mounted which objects 12 12 , wie durch den Pfeil As indicated by the arrow 32 32 angedeutet, durch das Sichtfeld indicated by the field of view 26 26 der Vorrichtung of the device 10 10 fördert. promotes. Die Objekte the objects 12 12 können an ihren Außenflächen Codebereiche can on their outer surfaces code areas 34 34 tragen. carry. Eine denkbare Aufgabe der Vorrichtung One possible object of the device 10 10 , die dann als kamerabasierter Codeleser arbeitet, ist die Erkennung der Codebereiche Which then functions as a camera-based code reader, is the recognition of the code areas 34 34 und das Auslesen, Dekodieren und Zuordnen der darin befindlichen Codes zu dem jeweils zugehörigen Objekt and reading, decoding and assigning the codes therein to the respective associated object 12 12 . , In anderen Anwendungen werden andere Objekteigenschaften erfasst, beispielsweise die Geometrie, Art oder Anzahl der Objekte In other applications, other object properties are detected, for example, the geometry, type or number of the objects 12 12 . ,
  • [0040]
    Die Codebereiche The code ranges 34 34 können von der Vorrichtung can from the apparatus 10 10 nur dann erkannt werden, wenn sie auf der Oberseite oder zumindest von oben sichtbar angebracht sind. will only be detected when they are mounted visibly on top of, or at least from above. Daher kann abweichend von der Darstellung in Therefore, other than as shown in 2 2 zum Erfassen eines etwa seitlich oder unten angebrachten Codes for detecting a side-mounted about or below Codes 36 36 eine Mehrzahl von Vorrichtungen a plurality of devices 10 10 aus verschiedenen Richtungen montiert sein, um eine sogenannte Omni-Erfassung oder -lesung aus allen Richtungen zu ermöglichen. be assembled from different directions to enable a so-called Omni-detection or -lesung from all directions. Die Anordnung mehrerer als Codeleser ausgebildeter Vorrichtungen zu einem Lesesystem erfolgt in der Praxis meist als Lesetunnel. The arrangement of several devices as a code reader trained to a reading system is carried out in practice usually as a reading tunnel.
  • [0041]
    Das Sichtfeld The field of view 26 26 der Vorrichtung of the device 10 10 ist in dem Beispiel der is in the example of 2 2 eine Ebene und der zugehörige Bildsensor a plane and the corresponding image sensor 18 18 somit ein Zeilensensor. Thus, a line sensor. Indem die Objekte By the objects 12 12 in der Förderrichtung in the conveying direction 32 32 zeilenweise aufgenommen werden, entsteht nach und nach ein Gesamtbild der vorbeigeförderten Objekte line by line was added gradually an overall picture of conveyed past objects created 12 12 samt der Codebereiche including the code areas 34 34 . , Alternativ ist aber auch denkbar, einen Matrixsensor als Bildsensor Alternatively, it is also conceivable, an array sensor as an image sensor 18 18 einzusetzen, der unmittelbar mit jeder Aufnahme und nicht erst durch Zusammenfügen mehrerer Aufnahmen ein zweidimensionales Bild erzeugt. use, which generates directly with every recording, and not only by joining a plurality of images a two dimensional image. Auch mit einem Matrixsensor ist jedoch umgekehrt das Zusammenfügen zu einem größeren Gesamtbild denkbar, wenn die Überlappungsbereiche aufeinanderfolgender Aufnahmen berücksichtigt werden („Image Stitching”). However, with an array sensor joining is conceivable to a larger overall picture reversed when the overlapping areas of consecutive shots are taken into account ( "Image Stitching"). Auf ähnliche Weise kann das Sichtfeld Similarly, the field of view 26 26 zu dem Förderband to the conveyor belt 30 30 durch Nebeneinanderanordnung mehrerer Vorrichtungen by juxtaposing a plurality of devices 10 10 verbreitert werden. be widened.
  • [0042]
    Bezüglich der Förderrichtung With respect to the conveying direction, 32 32 oberhalb der Vorrichtung above the device 10 10 und mit deren Eingang and with the input 28 28 verbunden ist optional ein weiterer Sensor connected to a further sensor is optional 38 38 vorgesehen, beispielsweise ein entfernungsmessender Laserscanner. provided, for example a distance measuring laser scanner. Der weitere Sensor The further sensor 38 38 erfasst im Laufe der Förderbewegung die Höhenkontur der Objekte covered during the conveying movement follows the shape of the objects 12 12 . , Diese Information wird an die Vorrichtung This information is applied to the device 10 10 weitergegeben. passed. Ebenfalls optional ist ein Inkrementalgeber Also optional is an incremental encoder 40 40 oder sonstiger Sensor zum Bestimmen der Fördergeschwindigkeit an dem Förderband or other sensor for determining the conveying speed of the conveyor belt 30 30 angebracht und mit der Vorrichtung attached and with the device 10 10 verbunden. connected.
  • [0043]
    3 3 illustriert in vier beispielhaften, zeitlich aufeinanderfolgenden Schritten das dynamische Verkippen der adaptiven Linse zum Mitführen des Sichtfeldes illustrated in four exemplary steps successive in time the dynamic tilting of the adaptive lens for entraining the field of view 26 26 während der Aufnahme des bewegten Objekts during the recording of the moving object 12 12 , um Bewegungsartefakte zu reduzieren. To reduce motion artifacts. Von dem Inkrementalgeber Of the incremental encoder 40 40 , alternativ als Parameter, von einem anderen Sensor oder von einer übergeordneten Steuerung, bekommt die Auswertungseinheit , Alternatively, as a parameter of another sensor or from a higher-level controller, receives the evaluation unit 20 20 die Fördergeschwindigkeit der Objekte the conveying speed of the objects 12 12 auf dem Förderband on the conveyor 30 30 mitgeteilt. communicated. Vorzugsweise erhält die Auswertungseinheit Preferably, the evaluation unit receives 20 20 zusätzlich von dem weiteren Sensor addition of the further sensor 38 38 auch Geometriedaten, aus denen der Objektabstand bestimmt werden kann, oder der Objektabstand wird unmittelbar über den Eingang Also geometry data from which the object distance can be determined, or the object distance is immediately above the entrance 28 28 mitgeteilt oder nochmals alternativ durch einen Abstandssensor der Vorrichtung communicated or further alternatively by a distance sensor of the apparatus 10 10 selbst ermittelt. self-determined. Alternativ werden lediglich vereinfachende Annahmen über den Objektabstand getroffen. Alternatively simplifying assumptions about the object distance are only taken.
  • [0044]
    Aus den beiden Eingangsgrößen Fördergeschwindigkeit und Objektabstand ermittelt die Auswertungseinheit From the two input variables conveying speed and object distance, the evaluation unit determines 20 20 nun die erforderliche Winkelgeschwindigkeit für eine Kippbewegung der adaptiven Linse, die dazu führt, dass sich das Sichtfeld Now the required angular velocity for a tilting movement of the adaptive lens, which causes the field of view 26 26 mit dem Objekt with the object 12 12 mitbewegt. moved. Auch hier können alternativ über den Eingang Here, too, can alternatively via the input 28 28 nicht nur Eingangsgrößen, sondern bereits die erforderliche Kippbewegung der adaptiven Linse vorgegeben werden. not only input quantities but already the required tilting movement of the adaptive lens are given. Aufgrund der Kippbewegung ruht das von der Empfangsoptik Because of the tilt of the rest of the receiving optics 16 16 mit ihrer dynamisch verkippten adaptiven Linse erzeugte Abbild des Objekts produced with their tilted dynamically adaptive lens image of the object 12 12 bezüglich des Bildsensors with respect to the image sensor 18 18 , oder zumindest sind dessen Bewegungen deutlich reduziert. , Or at least its movements are significantly reduced. Deshalb wird die Bildaufnahme auch bei langen Belichtungszeiten wesentlich schärfer. Therefore, the image recording is much sharper even with long exposure times. Die langen Belichtungszeiten erlauben umgekehrt, die Leistung der Lichtquelle The long exposure times allow reversed, the power of the light source 22 22 erheblich zu reduzieren beziehungsweise eine schwächere oder gar keine Lichtquelle significantly reduce or weaker or no light source 22 22 einzusetzen. use.
  • [0045]
    Der Objektabstand wird vorzugsweise außerdem dazu genutzt, die Brennweite der adaptiven Linse einzustellen und somit die Empfangsoptik The object distance is preferably also used to adjust the focal length of the adaptive lens, and thus the receiving optics 16 16 während der gesamten Aufnahme scharf auf das zu erfassende Objekt sharply during the entire recording on the object to be detected 12 12 einzustellen. adjust.
  • [0046]
    Die The 4 4 und and 5 5 zeigen die adaptive Linse der Empfangsoptik show the adaptive lens of the receiving optics 16 16 beziehungsweise der Sendeoptik or the transmission optics 24 24 in einer beispielhaften Ausführungsform als Flüssiglinse in an exemplary embodiment, as a liquid lens 42 42 nach dem Elektrobenetzungseffekt. according to the electrowetting effect. Die Funktionsweise wird anhand dieser Flüssiglinse The operation is based on this liquid lens 42 42 erläutert, aber die Erfindung umfasst auch andere adaptive Linsen, beispielsweise solche mit einer Flüssigkeitskammer und einer diese bedeckenden Membran, deren Wölbung durch Druck auf die Flüssigkeit verändert wird, oder Linsen mit einem gelartigen optisch durchlässigen Material, dass durch eine Aktorik mechanisch verformt wird. explained, but the invention also includes other adaptive lenses, for example, those with a liquid chamber and a this covering membrane whose curvature is changed by pressure on the liquid, or lenses with a gel-like optically transmissive material that is mechanically deformed by an actuator.
  • [0047]
    Die aktiv durchstimmbare Flüssiglinse The active tunable liquid lens 42 42 weist zwei transparente, nicht mischbare Flüssigkeiten comprises two transparent, immiscible liquids 44 44 , . 46 46 mit unterschiedlichen Brechungsindizes und gleicher Dichte auf. having different refractive indices and the same density. Die Form der Flüssigkeits-Flüssigkeitsgrenzschicht The shape of the liquid-liquid interface 48 48 zwischen den beiden Flüssigkeiten between the two liquids 44 44 , . 46 46 wird zu optischen Funktion verwendet. is used for the optical function. Die Aktuierung basiert auf dem Prinzip der Elektrobenetzung, welche eine Abhängigkeit der Oberflächen- oder Grenzflächenspannung vom angelegten elektrischen Feld zeigt. The actuation is based on the principle of electrowetting, which is a function of the surface or interfacial tension of the applied electric field. Deshalb ist es möglich, die Form der Grenzschicht Therefore, it is possible to form the boundary layer 44 44 und damit die optischen Eigenschaften der Flüssiglinse and thus the optical properties of the liquid lens 42 42 durch elektrische Ansteuerung an einem Anschluss by electrical control at a terminal 50 50 zu verändern, wodurch entsprechende Spannungen an einer Elektrode to change, thereby appropriate voltages to an electrode 52 52 anliegen. issue.
  • [0048]
    4 4 zeigt zunächst die länger bekannte Veränderung der Fokuseigenschaften der Flüssiglinse initially shows the longer known change in the focus characteristics of the liquid lens 42 42 . , In In 4a 4a wird einfallendes Licht an einer konkaven Grenzschicht incident light on a concave boundary layer 48 48 aufgestreut. sprinkled. 4b 4b zeigt eine neutrale Einstellung mit flacher Grenzschicht is a neutral setting with flat boundary layer 48 48 , während in While in 4c 4c die Grenzschicht the boundary layer 48 48 konvex ist und damit das einfallende Licht bündelt. is convex and converges the incident light. Es ist klar, dass durch entsprechende Zwischeneinstellungen das Brechungsverhalten feiner abgestuft und beispielsweise eine Brennweite eingestellt werden kann. It is clear that fine graded by corresponding intermediate settings, the refraction behavior and for example, a focal length can be adjusted.
  • [0049]
    Die Flüssiglinse The liquid lens 42 42 kann aber auch in ihrer Verkippung beeinflusst werden. but can also be influenced in its tilt. Dies wird in This is in 5 5 illustriert und beruht auf nicht rotationssymmetrisch angelegten Spannungen und damit elektrischen Feldern. illustrated, and is based on non-rotationally symmetrical applied voltages and thus electric fields. Dementsprechend wird die Grenzschicht Accordingly, the boundary layer 48 48 nicht rotationssymmetrisch verformt, was für die Verkippung ausgenutzt wird. not rotationally symmetrical deformed, which is utilized for the tilting. 5a 5a zeigt eine Verkippung der Flüssiglinse shows a tilt of the liquid lens 42 42 nach unten, downward, 5b 5b eine rotationssymmetrische Einstellung ohne Verkippung zum Vergleich, und a rotationally symmetrical adjustment without tilting for comparison, and 5c 5c eine Verkippung der Flüssiglinse a tilting of the liquid lens 42 42 nach oben. up. Dabei bezieht sich die Richtung der Verkippung jeweils auf die optische Wirkung, also aus welcher Richtung Licht empfangen wird beziehungsweise in welche Richtung Sendelicht ausgesandt wird. Here, the direction of tilt refers respectively to the optical effect is thus received from which direction the light or the direction in which the transmitted light emitted. Der Verkippung kann jeweils eine Fokussierung überlagert sein. The tilting can each be superimposed focusing.
  • [0050]
    6 6 zeigt eine Draufsicht auf die Flüssiglinse shows a plan view of the liquid lens 42 42 , um nochmals die nicht rotationssymmetrische Ansteuerung zu erläutern. To again explain the non-rotationally symmetrical control. Dazu wird nämlich die Elektrode For this purpose, namely the electrode 52 52 segmentiert. segmented. Zur Ansteuerung der hier beispielhaft vier Segmente For driving the exemplarily four segments 52a 52a –d kann mindestens ein in d, at least one in 5 5 gezeigter zusätzlicher Anschluss shown additional connection 50b 50b erforderlich werden. are required. Durch Anlegen unterschiedlicher Spannungen an die Segmente By applying different voltages to the segments 52a 52a –d wird die Grenzschicht -d is the boundary layer 48 48 in einer nicht rotationssymmetrischen Weise verformt, und deshalb kann neben der Brennweite auch eine Verkippung der Linsenform eingestellt werden. deformed in a non-rotationally symmetrical manner, and therefore in addition to the focal length may also have a tilt of the lens mold can be adjusted.

Claims (12)

  1. Optoelektronische Vorrichtung ( An optoelectronic device ( 10 10 ) in stationärer Montage an einem Überwachungsbereich ( ) (In a stationary mounting on a monitoring area 14 14 ) mit zu erfassenden Objekten ( ) (With objects to be detected 12 12 ), wobei die Vorrichtung einen Bildsensor ( ), Wherein the device (an image sensor 18 18 ) zum Erzeugen von Aufnahmen der Objekte ( ) (For generating images of the objects 12 12 ), eine dem Bildsensor ( (), A the image sensor 18 18 ) zugeordnete Empfangsoptik ( ) Associated with receiving optics ( 16 16 ) mit einer adaptiven Linse ( ) (With an adaptive lens 42 42 ) mit variabler Verkippung und eine Auswertungseinheit ( ) (With variable tilt and an evaluation unit 20 20 ) zum Bestimmen von Objektinformationen aus einer Aufnahme aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinheit ( ) For determining object information from a recording, characterized in that the evaluation unit ( 20 20 ) dafür ausgebildet ist, aus einem externen Eingangssignal ( ) Is adapted (from an external input signal 28 28 ) das Bewegungsverhalten eines aufzunehmenden Objekts ( ) (The movement behavior of an object to 12 12 ) abzuleiten und die adaptive Linse ( and derive) the adaptive lens ( 42 42 ) während einer Aufnahme des Objekts ( ) (During recording of the object 12 12 ) so zu verkippen, dass die Bewegung des Objekts ( to tilt) so that the movement of the object ( 12 12 ) unter Berücksichtigung einer in dem Eingangssignal ( ) In consideration of a (in the input signal 28 28 ) enthaltenen oder mit einem Abstandssensor der Vorrichtung ( ) Or contained (with a distance sensor of the device 10 10 ) bestimmten Abstandsinformation des aufzunehmenden Objekts ( ) Determined distance information of the object to be recorded ( 12 12 ) kompensiert ist. ) Is compensated.
  2. Vorrichtung ( means ( 10 10 ) nach Anspruch 1, die eine Beleuchtungseinrichtung ( ) According to claim 1 which is (a lighting device 22 22 ) zum Ausleuchten mindestens eines Teils des Überwachungsbereichs ( ) (For illuminating at least a portion of the monitored zone 14 14 ) aufweist. ) having.
  3. Vorrichtung ( means ( 10 10 ) nach Anspruch 2, wobei die Beleuchtungseinrichtung ( ) According to claim 2, wherein the illumination device ( 22 22 ) eine Sendeoptik ( ), A transmitting optical system ( 24 24 ) mit einer adaptiven Linse ( ) (With an adaptive lens 42 42 ) aufweist, und wobei die Auswertungseinheit ( ), And wherein the evaluation unit ( 20 20 ) dafür ausgebildet ist, die adaptive Linse ( ) Is designed to have the adaptive lens ( 42 42 ) während einer Aufnahme des Objekts ( ) (During recording of the object 12 12 ) so zu verkippen, dass die Bewegung des Objekts ( to tilt) so that the movement of the object ( 12 12 ) kompensiert ist. ) Is compensated.
  4. Vorrichtung ( means ( 10 10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die an einer Förderanlage ( ) According to one of the preceding claims, which (on a conveyor system 30 30 ) montiert ist, wobei die zu erfassenden Objekte ( ) Is mounted, wherein the objects to be detected ( 12 12 ) einen von der Förderanlage ( ) One (of the conveyor system 30 30 ) bewegten Objektstrom bilden. ) Current moving object form.
  5. Vorrichtung ( means ( 10 10 ) nach Anspruch 4, wobei die Auswertungseinheit ( ) According to claim 4, wherein the evaluation unit ( 20 20 ) dafür ausgebildet ist, ein Sichtfeld ( ) Is adapted to a field of view ( 26 26 ) des Bildsensors ( () Of the image sensor 18 18 ) während einer Aufnahme mit dem Objektstrom mitzuführen, indem die adaptive Linse ( carry) while recording with the object stream by the adaptive lens ( 42 42 ) mit einer der Bewegung des Objektstroms entsprechenden Winkelgeschwindigkeit mitgeschwenkt wird. ) Is also pivoted with the movement of the object stream corresponding angular velocity.
  6. Vorrichtung ( means ( 10 10 ) nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Eingangssignal eine Information über die Fördergeschwindigkeit der Förderanlage ( ) According to claim 4 or 5, wherein the input signal (information regarding the conveying speed of the conveyor system 30 30 ) umfasst. ) Includes.
  7. Vorrichtung ( means ( 10 10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Eingangssignal ( ) According to one of the preceding claims, wherein the input signal ( 28 28 ) Positions- und Geometrieeigenschaften der zu erfassenden Objekte ( ) Position and geometry properties of the objects to be detected ( 12 12 ) umfasst. ) Includes.
  8. Vorrichtung ( means ( 10 10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswertungseinheit ( ) According to one of the preceding claims, wherein the evaluation unit ( 20 20 ) dafür ausgebildet ist, anhand der Abstandsinformation eine Brennweite der adaptiven Linse ( ) Is adapted, based on the distance information (a focal length of the adaptive lens 42 42 ) einzustellen. adjust).
  9. Vorrichtung ( means ( 10 10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auswertungseinheit ( ) According to one of the preceding claims, wherein the evaluation unit ( 20 20 ) zum Auslesen von Codeinformationen aus von dem Bildsensor ( ) For reading code information (from the image sensor 18 18 ) aufgenommenen Bilddaten ausgebildet ist. ) Captured image data is formed.
  10. Optoelektronische Vorrichtung ( An optoelectronic device ( 10 10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die adaptive Linse ( ) According to one of the preceding claims, wherein the adaptive lens ( 42 42 ) eine Flüssiglinse oder eine Gellinse ist. ) Is a liquid lens or gel lens.
  11. Optoelektronische Vorrichtung ( An optoelectronic device ( 10 10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die adaptive Linse ( ) According to one of the preceding claims, wherein the adaptive lens ( 42 42 ) in Umlaufrichtung segmentierte Ansteuerelemente ( ) (In the direction of circulation segmented Actuation 52a 52a –d) aufweist. d) has.
  12. Verfahren zum Aufnehmen eines Bildes eines bewegten Objekts ( A method for capturing an image of a moving object ( 12 12 ) mit einer stationär montierten optoelektronischen Vorrichtung ( ) (With a stationary mounted optoelectronic device 10 10 ), die einen Bildsensor ( ), The (an image sensor 18 18 ) und eine dem Bildsensor ( ) And the image sensor ( 18 18 ) zugeordnete Empfangsoptik ( ) Associated with receiving optics ( 16 16 ) mit einer adaptiven Linse ( ) (With an adaptive lens 42 42 ) mit variabler Verkippung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsverhalten und eine Abstandsinformation des Objekts ( ) Having variable tilting, characterized in that the movement behavior and a distance information of the object ( 12 12 ) erfasst wird und die adapative Linse ( ) Is detected and the adapative lens ( 42 42 ) während der Aufnahme des Bildes so verkippt wird, dass die Bewegung des Objekts ( ) Is tilted while the image was taken so that the movement of the object ( 12 12 ) unter Berücksichtigung der Abstandsinformation kompensiert wird. ) Is compensated for taking into account the distance information.
DE201410104026 2014-03-24 2014-03-24 Optoelectronic Device and method for taking an image Active DE102014104026B3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201410104026 DE102014104026B3 (en) 2014-03-24 2014-03-24 Optoelectronic Device and method for taking an image

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201410104026 DE102014104026B3 (en) 2014-03-24 2014-03-24 Optoelectronic Device and method for taking an image
EP20150155878 EP2924476B1 (en) 2014-03-24 2015-02-20 Optoelectronic device and method for capturing an image
US14657540 US9703115B2 (en) 2014-03-24 2015-03-13 Optoelectronic apparatus and method of taking an image

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014104026B3 true DE102014104026B3 (en) 2015-08-27

Family

ID=52574051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201410104026 Active DE102014104026B3 (en) 2014-03-24 2014-03-24 Optoelectronic Device and method for taking an image

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9703115B2 (en)
EP (1) EP2924476B1 (en)
DE (1) DE102014104026B3 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3196688A1 (en) 2016-01-22 2017-07-26 Siemens Aktiengesellschaft Optical object detecting device, optical sensor and attachment for an optical sensor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3136925A1 (en) * 1980-10-08 1982-06-24 Servo Corp Of America Identification system for moving objects
DE102005015500A1 (en) * 2004-04-06 2005-10-27 Visolux Zweigniederlassung Der Pepperl + Fuchs Gmbh Optoelectronic sensor has multiple off axis receiver elements with focussing by electrically variable focal length fluid lenses
DE202006017268U1 (en) * 2006-11-11 2008-03-27 Leuze Electronic Gmbh & Co Kg barcode scanner
EP2071367A1 (en) * 2007-12-13 2009-06-17 Varioptic Image stabilization circuitry for liquid lens

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7041953B2 (en) * 2004-07-29 2006-05-09 Raytheon Company Beam control system with extended beacon and method
EP2026249B1 (en) * 2007-08-10 2010-02-10 Sick Ag Recording straightened images of moving objects with even resolution via a line sensor
DE102007048679A1 (en) * 2007-10-10 2009-04-16 Sick Ag Apparatus and method for capturing images of moving objects on a conveyor device
CN101251706A (en) * 2008-03-24 2008-08-27 香港应用科技研究院有限公司 Optical die set, camera and mobile terminal equipment
US9002138B2 (en) * 2011-12-19 2015-04-07 Ziva Corporation Computational imaging using variable optical transfer function
US8646690B2 (en) * 2012-02-06 2014-02-11 Cognex Corporation System and method for expansion of field of view in a vision system
DE202012102669U1 (en) * 2012-07-18 2012-08-14 Leuze Electronic Gmbh + Co. Kg sensor arrangement
EP2693363B1 (en) * 2012-07-31 2015-07-22 Sick Ag Camera system and method for recording a flow of objects
DE202012105023U1 (en) * 2012-12-21 2013-01-30 Robert Bosch Gmbh Laser distance measuring device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3136925A1 (en) * 1980-10-08 1982-06-24 Servo Corp Of America Identification system for moving objects
DE102005015500A1 (en) * 2004-04-06 2005-10-27 Visolux Zweigniederlassung Der Pepperl + Fuchs Gmbh Optoelectronic sensor has multiple off axis receiver elements with focussing by electrically variable focal length fluid lenses
DE202006017268U1 (en) * 2006-11-11 2008-03-27 Leuze Electronic Gmbh & Co Kg barcode scanner
EP2071367A1 (en) * 2007-12-13 2009-06-17 Varioptic Image stabilization circuitry for liquid lens

Also Published As

Publication number Publication date Type
US20150268480A1 (en) 2015-09-24 application
US9703115B2 (en) 2017-07-11 grant
EP2924476A1 (en) 2015-09-30 application
EP2924476B1 (en) 2016-09-21 grant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20050206773A1 (en) Optical tracking system using variable focal length lens
EP2400261A1 (en) Optical measurement method and system for determining 3D coordination in a measuring object surface
DE102009000003A1 (en) Camera arrangement for detecting a state of a vehicle window pane
DE102005000650A1 (en) Visual data detection device for motor vehicle has camera in stem of interior mirror, diverting mirrors and prism
DE3931044C2 (en)
DE102004031311A1 (en) Information representing device for e.g. aircraft, has optical system representing pupil of user of image sensor, and common optical system over which image is projected on projection surface and pupil of user is imageable
DE102006004919A1 (en) Laser beam welding head
EP0344404A1 (en) Method and device for controlling the position of an automatic door
DE4115445C2 (en) A method for receiving a three-dimensional image of an object using active triangulation principle and device for this purpose
DE102005040772A1 (en) Optical length and speed sensor
DE102005015500A1 (en) Optoelectronic sensor has multiple off axis receiver elements with focussing by electrically variable focal length fluid lenses
EP0708325A1 (en) Method and device for the inspection of objects, especially bottles
DE102011016519A1 (en) Method for controlling machining of workpiece, involves allowing passage of energy machining beam and/or light beam through lens, to move incidence point of working beam and illumination beam on workpiece
DE4420422A1 (en) Technically complex artificial eye for dynamic automatic vision
DE102004020998A1 (en) An apparatus for monitoring a region of space, in particular for safeguarding a hazardous area of ​​an automatically operating installation
DE10301941A1 (en) Camera and method for the optical recording of a screen
DE10013299C2 (en) Method and device for the geometric calibration of pixel-oriented photosensitive element
DE102004048400A1 (en) A method for the detection of an optical structure
EP0942305A1 (en) Lens control system for a camera
DE10016184A1 (en) Car night vision system eliminates blurred images prevents eye strain
EP0466979A1 (en) Arrangement for simultaneous and confocal picture generation
US7702229B2 (en) Lens array assisted focus detection
DE102006059064A1 (en) Headlamp with controlled dim off function e.g. for generating beam, such as for motor vehicles, has light source, image recording device for collection of picture information in area of beam and modulator
DE102006027044A1 (en) Optical system, e.g. Prism or mirror system, for image recorder in motor vehicle has image recorder, which is arranged behind exterior surface of vehicle part, e.g. in housing of outer mirror
DE102006060553A1 (en) Test of a motor vehicle imaging system, to show the driver the conditions around the vehicle, uses a reference camera on a test drive to give stored images as reference images for projection and comparison

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final